文档介绍：第六章钢筋混凝土受扭构件
承载力计算
§6-1 概述
一、定义:截面上有扭矩作用的构件。
图6-1 受扭构件
二、扭转的类型:
1、平衡扭转:
构件的扭矩是由荷载的直接作用所引起的,构件的内扭矩是用以平衡外扭矩即满足静力平衡条件所必需的,如雨篷梁、吊车梁等。
2、协调扭转或附加扭转:
扭转由变形引起,并由变形连续条件所决定。如与次梁相连的边框架的主梁扭转。
图6-2 协调扭转
﹡本章主要讨论平衡扭转计算,协调扭转可用构造钢筋或内力
重分布方法处理。
3、抗扭钢筋的形式:
图6-3 抗扭钢筋形式
抗弯——纵向钢筋;
抗剪——箍筋或箍筋+弯筋;
抗扭——箍筋+沿截面周边均匀布
置的纵筋,且箍筋与纵
筋的比例要适当。
4、受扭构件分类:
根据截面上存在的内力情况分为纯扭、弯扭、剪扭、弯剪扭。
﹡土木工程中的受扭构件一般都是弯、剪、扭构件,纯
扭极为少见。
§6-2 纯扭构件承载力计算
一、素混凝土纯扭构件受力性能
(一)弹性分析方法
图6-4 素混凝土纯扭构件破坏
(二)塑性分析方法
(6-1)
图6-5
式中:
——截面抗扭塑性抵抗矩;对于矩形截面
——分别为截面长边和短边边长。
但按上式计算的抗扭承载力比实测结果偏大,说明混凝土并非理想塑性材料,它的实际承载力应介于弹性分析与塑性分析结果之间即:
(6-2)
二、RC纯扭构件受力性能
(一)RC纯扭构件的破坏特征
(1)当箍筋和纵筋或者其中之一配置过少时,配筋构件的抗扭承载力与素混凝土的构件无实质差别,为少筋破坏,属脆性破坏。
(2)当箍筋和纵筋适量时,为适筋破坏,属延性破坏。
(3)当箍筋或纵筋过多时,为部分超配筋破坏。
(4)当箍筋和纵筋过多时,为完全超配筋破坏。
因此,在实际工程中,尽量把构件设计成(2)、(3),避免出现(1)、(4)。
(二)抗扭钢筋配筋率对受扭构件受力性能的影响
《规范》采用纵向钢筋与箍筋的配筋强度比值进行控制,(≤≤)
(6-3)
——受扭计算中对称布置的全部纵向钢筋截面面积;
——受扭计算中沿截面周边所配置箍筋的单肢截面面积;
——抗扭纵筋抗拉强度设计值;
——抗扭箍筋抗拉强度设计值;
——箍筋间距;
——截面核芯部分周长, 其中, 和分别为截面核芯短边与长边长度.
图6-6 矩形受扭构件截面
三、矩形截面钢筋混凝土
纯扭构件承载力计算
(一)计算模型
变角空间桁架模型——纵筋为桁架的弦杆,箍筋相当于桁架的竖杆,裂缝间混凝土相当于桁架的斜腹杆。
(二)计算公式
(6-4)
——扭矩设计值;
——混凝土抗拉强度设计值;
——对钢筋混凝土纯扭构件,其值应符合的要求,
当时,取;
——截面核心部分的面积; ,此处、为箍筋内表面范围内截面核心部分的短边、长边尺寸。
四、T形和工字形截面纯扭构件承载力计算
(一)试验研究结果:
T形和工字形截面的RC纯扭构件,当时,其破坏形态和规律性与矩形截面纯扭构件相似。
﹡“结构受扭承载力
满足满足腹板的
完整性原则”。
图 6-7 工字形截面按受扭的划分方法
(二)计算方法——分块法。
1、T形和工字形截面的RC纯扭构件承受扭矩时,可将截面划分为腹板、受压翼缘和受拉翼缘等三个矩形块(图6-7),将总的扭矩按各矩形块的受扭塑性抵抗矩分配给各矩形块承担,各矩形块承担的扭矩分别为:
腹板
(6-5a)
受压翼缘:
(6-5b)
受拉翼缘:
(6-5c)
、、——分别为受压翼缘、腹板及受拉翼缘的扭矩设计值;
、、——分别为受压翼缘、腹板及受拉翼缘的抗扭塑性抵抗矩;